浅析现场总线在电厂的应用范围及存在的问题

　　前言
　　
　　电厂控制系统对运行可靠性有特殊要求，电厂系统具有I/O测点密集、现场装置密集、设备立体布置、控制功能和控制策略复杂等特点。电厂控制系统还存在自动化监控系统复杂；机炉协调控制涉及设备多、信息量大、控制复杂；汽机控制、SOE要求毫秒级响应速度等一系列问题。基于以上原因，只有在充分理解现场总线机理、与DCS及PLC差异，以及运用中可能存在的难题，充分考虑协调安全性和经济性的原则下，才能将现场总线技术运用于工程，体现现场总线的优越性。
　　现场总线并不是在所有的控制场合下都能发挥优势。对于火电厂测点密集、现场装置密集、设备立体布置、数字量与模拟量混合的大型系统，采用现场总线控制分散的特点来实施控制，由于需要多台设备才能实现，则显得繁琐，降低其可靠性。相反DCS在此反显得有优越性。但现场总线的双向数字通信现场总线信号制技术，又是DCS所不及的。所以应采取DCS与现场总线共存发挥两者各自的优势。

　　一、现场总线适用范围建议：

　　(1）由于国产DCS系统少有大规模应用现场总线实例，并且支持现场总线种类有限，因此可采用PLC可编程控制器实现监控的全厂辅助公用系统，选用遵循现场总线通信协议的PLC可编程控制器，对多个辅助公用系统实现监控，通过现场总线通信技术，建立全厂辅助公用系统网络，提高监控和管理水平。

　　(2）地域分散的单冲量调节项目。

　　(3）地域分散的独立的电动阀或电动机。

　　二、应用现场总线系统建议

　　(1）影响机组安全运行的主机和主要辅机保护采用成熟的常规控制方式，不纳入现场总线，主初厂辅机保护和重要联锁的信号保留硬接线。如：

　　锅炉安全监视系统（FSSS)；
　　汽机数字电液控制系统（DEH)；
　　汽轮机紧急跳闸系统（ETS)；
　　旁路控制系统（BPS)；
　　事故顺序记录（SOE）。

　　SOE要求有lms的分辨率，目前设计中接入SOE的多为主、辅机的跳闸接点信号和电气开关量，主、辅机跳闸首出原因由控制器逻辑判断。为保证SOE的分辨率，建议仍采用常规DI卡或专用SOE卡。

　　(2）用于联锁保护的开关型气动阀门、电磁阀，不纳入现场总线。由于主厂房内电磁阀控制的二位式气动阀门布置较为分散，如采用带总线接口的阀岛进行控制不太合适，建议采用常规的方式接入DCS。

　　(3）国产电动执行机构不纳入现场总线。由于目前国产现场总线电动执行机构因接口不完善，缺少工程应用实践，尚未有成熟的应用业绩，而进口现场总线电动执行机构与国产电动执行机构的差价较大。为从根本上降低工程造价，国产电动执行机构采用常规珊方式接入DCS。

　　(4）开关量仪表如压力开关、液位开关、温度开关等不纳入现场总线。

　　(5）调节型气动执行机构，用于非重要调节回路的，可以考虑纳入现场总线，采用带现场总线接口的智能定位器。重要回路，可采用常规硬接线＋Hart仪表方式，如给水、汽温、送、引风、磨煤机。

　　(6）调节型电动执行机构，用于非重要调节回路的，可以考虑纳入现场总线，用于重要回路（给水、汽温、送、引风）的，采用硬接线方式。

　　(7）开关型阀门电动装置，用于非重要系统的，可以考虑纳入现场总线；用于重要系统的，控制功能、保护、联锁功能通过硬接线完成。

　　(8）变送器均采用现场总线型智能变送器接入DCS，以便在机组 DCS中利用现场总线设备诊断和管理软件，实现设备管理和故障诊断。可使用带有Hart通讯功能的智能变送器。